Погода

Погода. Если бы мы пожелали изучать явления погоды по наблюдениям только на месте нашего пребывания, по записям какой-либо одной метеорологической станции, то для разрешения целого ряда вопросов мы не нашли бы достаточно данных, и эти вопросы остались бы без ответа. Погода  данного места зависит не столько от местных, сколько от общих причин, и эти общие причины могут быть выяснены только по наблюдениям в целом ряде пунктов, при помощи сравненных между собой инструментов и в близко одни и те же моменты времени. Для сопоставления между собой наблюдений отдельных станций, чтобы получить возможность обозревать условия распределения погоды на большей или меньшей площади земного шара,  обыкновенно пользуются географической картой, на которой цифрами,  линиями и условными знаками изображаются важнейшие элементы, определяющие собой тот или иной характер погоды. Такого рода карты, относящиеся к определенным моментам времени, носят название «синоптических», и основанный на применении их метод изучения погоды называется синоптическим. Составляя карты для последовательных моментов времени, мы получаем возможность следить за одновременными изменениями погоды на большей или меньшей части земного шара, изучать отдельные явления в их перемещении по земной поверхности.

Самым важным элементом, определяющим тот или иной характер погоды в некотором районе, является барометрическое давление. Для карт погоды пользуются исключительно приведенными к уровню океана величинами барометрического давления, по которым на карте проводятся изобары, т. е. линии, соединяющие места с одинаковым барометрическим давлением. Направление и величина барометрического градиента (т. е разница давления на расстояние в 1' широты = 111 км) определяют собою как направление, так и скорость ветра, а вместе с тем, в зависимости оттого, откуда переносятся массы воздуха и их физические свойства. Наблюдавшийся на каждой станции ветер на картах изображается по направлению стрелкой, летящей туда, куда ветер дует, и по скорости таким количеством перьев (идущих вбок черточек), какому равносильна скорость в баллах шкалы Бофорта (см. ветер, XII, 164). Наблюдавшаяся на каждой станции облачность изображается степенью зачернения кружка, изображающего местоположение станции, и, кроме того, условными знаками отмечаются, если наблюдались, дождь, снег, туман и т. п. Температура воздуха или дается цифрами около станции, или же, на основании этих величин, проводятся изотермы (линии равной температуры). Для суждения о том, насколько холодно или тепло в каждом данном пункте, обычно вычисляются, кроме того, величины отклонения температуры от нормы, причем за норму принимаются вычисленные на основании долголетних наблюдений температур для данного дня и часа.

Изобары обыкновенно складываются в некоторые системы, из которых наиболее важную роль играют циклонические и антициклональные. Циклоническая система, или циклон, изображается рядом концентрических изобар, причем в центральной части давление наиболее низко и отсюда во все стороны возрастает. При таком распределении давления воздух устремляется от периферии к центру, но под влиянием вращения земли отклоняется в северном полушарии вправо, в южном влево и движется по спиральным линиям, приближаясь к центру. Угол отклонения ветра от направления градиента зависит от величины трения воздуха о земную поверхность; на суше он меньше, чем над морем. Притекающий со всех сторон к центру воздух выносится восходящими токами кверху и здесь растекается во все стороны. Антициклональная система, или антициклон, изображается также рядом концентрических изобар, но в центральной части здесь давление наиболее высоко и убывает отсюда во все стороны. Воздух движется от центра к периферии и также вследствие вращения земли отклоняется от направления градиента, двигаясь по спиральным расходящимся линиям. Утекающий от центра воздух пополняется нисходящими токами из более высоких слоев атмосферы. Распределение ветров в циклонах и антициклонах дает возможность формулировать нижеследующее простое правило Бейс-Бало: если стать так, чтобы ветер дул в спину, то в северном полушарии минимум (т. е. нам более низкое давление в циклоне) будет находиться налево впереди, а максимум (т. е. наиболее высокое давление) направо позади.

Циклоны наших широт очерчиваются обычно изобарами эллиптической формы, причем большая ось их направлена чаще всего с юго-запада к северо-востоку, т. е. по главному направлению перемещения наших циклонов. Можно различать, таким образом, переднюю и заднюю сторону циклонов, причем обе эти стороны резко разнятся по господствующей в них погоде. К передней части в наших условиях притекают обычно теплые и влажные массы воздуха, которые при наличии вое ходящих движений,  поддерживаемых к тому же разностями температуры, быстро достигают состояния насыщения; образуются облака, из которых при температурах выше нуля падает дождь, при температурах ниже нуля - снег. Ветра задней части циклонов приходят из более высоких широт и приносят более холодный и сухой воздух; образование осадков и облаков прекращается, и здесь господствует сухая, ясная и прохладная погода.

На нижеследующем чертеже показано схематически  распределение погоды в циклоне.

Очень часто, в особенности в зимнее полугодие, изобары сгущаются, барометрический градиент становится значительным, и ветры достигают степени бури. Такие циклоны представляют серьезную угрозу, в особенности, для мореплавателей; в зимнее время, и совокупности с  снегопадом, они вызывают метели, очень часто прекращающие у нас всякое сообщение.

Антициклоны обычно очерчиваются так же, как и циклоны, замкнутыми изобарами. В центральной их области, вследствие указанных выше нисходящих движений, сопровождаются нагреванием масс воздуха и удалением их от насыщения, по преимуществу устанавливается ясная, безоблачная погода, и господствуют слабые ветры. При таких условиях летом, когда ночь коротка,  а день длинен, поверхность земли сильно нагревается солнечными лучами, потеря тепла излучением, незначительна, и летние антициклоны приносят с собой жаркую погоду. Обратно, зимой, когда день короток и ночь длинна, излучение играет при ясном небе преимущественную роль, нагревание солнечными лучами незначительно, и зимние антициклоны отличаются холодами. Снежный покров, обладающий сильной лучеиспускательной способностью и дурной теплопроводностью, еще более способствует при этом понижению температуры воздуха.

Циклоны и антициклоны, или иначе минимумы и максимумы, являются главными барометрическими системами, создающими у нас тот или иной облик погоды. Кроме них, еще различают некоторые частные виды, как-то: частные минимумы, v-образные депрессии, отрог, седловину и параллельные изобары. Частные, или вторичные, минимумы очень часто появляются на периферии основных. Обычно они быстро огибают основной центр, вставляя его влево, вызывая кратковременные, но резкие изменения погоды; в летнее время в них разражаются ливни и грозы. V-образные депрессии представляют собою часть очень обширного циклона, и в них также различается: передняя часть, пасмурная с осадками, и задняя часть без осадков; по линии раздела часто проходит шквалы. Отрогом называется область высокого давления между двумя циклонами, которыми и обусловливается характер погоды. Седловина образуется из совокупности накрест расположенных двух максимумов и двух минимумов; здесь господствует переменная погода; летом часты грозы. Область параллельных изобар имеет особое значение при устойчивой погоде в средине зимы или лета. Все перечисленные здесь виды распределения давления с характерными свойствами погоды можно видеть на прилагаемой синоптической карте.

Барометрические минимумы и максимумы обладают способностью менять свое положение на земной поверхности и перемещаются обыкновенно совершенно определенным образом. Барометрический минимум в большинстве случаев движется таким образом, что часть, отличающаяся повышенными температурами, большой облачностью и большими осадками, обращена в ту сторону, куда минимум движется; та же часть вихря, где температуры понижены и облачность уменьшена, иногда оказывается задней частью движущегося вихря. В барометрическом максимуме нет такой типичной разницы в различных сторонах вихря.

Скорость движения минимумов по непосредственным наблюдениям оказывается чрезвычайно различной и для одного и того же минимума не остается постоянной, изменяясь в очень широких пределах. Так, в Соединенных Штатах Северной Америки средняя скорость минимума — 42 км в час, на Атлантическом океане и в Западной Европе она значительно меньше, — 27—28 км, в Европейской России — 34 км¹⁾. Зимой вообще она больше, чем летом. Следующая табличка дает скорости движения минимумов летом и зимой.

 Зима. Лето.

Соединенные Штаты - 51; 35 км в час

Западная Европа - 29; 24 « « «

Россия -  39; 29 « « «

¹⁾ Из этих цифр понятно, почему иногда скорость перемещения барометрических минимумов сравнивают со скоростью движения пассажирского поезда железной дороги.

 

В каких пределах могут колебаться действительные скорости, показывают следующие цифры: известны минимумы, скорость движения которых близка к 0; а с другой стороны, наблюдалась скорость движения в 126 км.

Тропические циклоны перемещаются обыкновенно значительно медленнее минимумов средних широт. Средняя скорость движения Антильских ураганов — 23 км в час, Азиатских циклонов 14 км.

Скорость перемещения барометрических максимумов по непосредственным наблюдениям меньше, чем для минимумов. Следующая таблица дает ее величины для зимы и лета и в среднем годовом.

Лето. Зима. Год.

Соединенные Штаты -  35,7; 42,0; 38,6 км в ч.

Европа -    25,5 24,5 25,7 « « «

Направление перемещения барометрических максимумов гораздо менее правильно, тем минимумов: траектория центра вихря представляет собой всегда в высшей степени неправильную и изломанную кривую. Общее направление движения — с NW или W на SE или Е; при этом в Европе обыкновенно зимой максимумы движутся более к югу, летом более к северу.

В барометрическом минимуме прибывающие по низу массы воздуха, втягиваемые восходящим вертикальным движением в центральной его части, верхними течениями выносятся снова в окружающую атмосферу. Таким образом, в вихрь постоянно и непрерывно, вплоть до полного его заравнивания или исчезновения, — вступают и удаляются новые массы воздуха. Следовательно, барометрический минимум не есть, прежде всего, разрежение, связанное с одной какой-либо определенной массой воздуха. При этом вихрь еще перемещается по земной поверхности. Поэтому барометрический минимум правильнее представлять себе как разрежение, подобно волне катящееся в своем поступательном движении с места на место и последовательно втягивающее и пропускающее через себя новые сменяющиеся массы воздуха и ими питаемое. Совершенно аналогично этому барометрический максимум будет представлять собой волну сгущения или сдавливания, питаемую притекающими сверху и уносимыми нижними течениями массами воздуха.

Вихревые системы с вертикальной осью в самих себе носят причины, вызывающие их перемещение по земной поверхности. Раз образовалась такая вихревая система, очевидно, что существовать без всяких изменений она может только до тех пор, пока количества втекающего в нее воздуха равны количествам воздуха, из нее оттекающего, и пока приток и отток идут во все стороны от центра совершенно симметрично и равномерно. Если в барометрическом минимуме приток воздуха превышает его отток, нарушенное равновесие в данном месте атмосферы понемногу восстановляется, и минимум, явившийся результатом этого нарушения равновесия, мало-помалу выполняется, заравнивается. В том случае, когда отток, наоборот, берет перевес над притоком, барометрический минимум должен углубляться, усиливаться. При барометрическом максимуме изменение соотношения между притоком и оттоком вызовет обратный результат: максимум должен усилиться, расти, если приток берет перевес над оттоком; наоборот, преобладание оттока над притоком вызовет постепенное рассасывание, растекание максимума среди окружающих масс воздуха. При этом образовавшийся вихрь с вертикальной осью только до тех пор будет неподвижен, пока приток и отток происходят совершенно равномерно и симметрично во все стороны. Как только с одной какой-либо стороны равенство между притоком и оттоком в вихре будет нарушено, само собой понятно, что барометрический минимум потеряет симметрию и будет выполняться там, где приток преобладает над оттоком, наоборот, будет углубляться и усиливаться с той стороны, где отток сильнее притока; поэтому центр вихря должен переместиться оттуда, где идет выполнение, в ту сторону, где преобладание оттока заставляет давление воздуха далее уменьшаться. Обратное будет иметь место в барометрическом максимуме. В этом именно постепенном смещении центра вихря и состоит движение таких вихревых систем.

В сформировавшемся на некоторой площади барометрическом минимуме на той стороне его, которая обращена к полюсу, ветры будут составлять с градиентом больший угол, чем на стороне вихря, обращенной к экватору. Если представить себе теперь в любой точке ветер разложенным на две слагающие, из которых одна направлена по изобаре, другая по направлению градиента, то очевидно, что слагающая по направлению градиента, определяющая количественно приток воздуха снизу, будет тем больше, чем меньше угол ветра с градиентом. Отсюда же понятно, что внизу к центру вихря будут приближаться тем большие массы воздуха, чем меньше угол ветра с градиентом. Поэтому в совершенно правильном и симметричном барометрическом минимуме выполнение вихря вообще будет идти, при прочих равных условиях, быстрее там, где угол ветра с градиентом меньше, и центр вихря будет стремиться перемещаться по меридиану от экватора к полюсу, если, конечно, не существует других причин, изменяющих направление его движения.

В барометрическом максимуме те же причины вызовут на полярной стороне вихря более слабый приток воздуха сверху, чем на экваториальной. А это будет иметь следствием совершенно так же, как в минимуме, стремление в вихре перемещаться по меридиану от полюса к экватору. Но это перемещение в меридиональном направлении в максимуме должно быть выражено гораздо более слабо, чем в минимуме, так как ветры в области первого несравненно слабее, чем в области минимума. Таким образом, в рассматриваемом вихревом движении всегда существует меридиональная слагающая, стремящаяся сместить  центр вихря вдоль меридиана; на ее существование указано было впервые Феррелем.

В. Томсон (лорд Кельвин) указал затем еще на одно чрезвычайно характерное и важное свойство вихревых систем. Возникшая вихревая система относится к внешним воздействиям, как твердое тело. Встречая массы воздуха, она их задерживает, испытывая от них давление с той стороны, которая встречает эти движущиеся массы; наоборот, со стороны противоположной, как за твердой преградой, образуется разрежение. Само собой разумеется, что при подвижности рассматриваемых вихревых систем это давление — с одной, разрежение — с другой стороны должны привести в движение такую систему в том же направлении, в каком движутся встречаемые ею массы воздуха. Таким образом, получается вторая слагающая по направлению общего движения атмосферы.

Этими двумя слагающими: меридиональной и по направлению общего движения атмосферы — определяется общее перемещение вихрей с вертикальной осью. Это не значит, что такие вихри всегда и неизменно движутся только исключительно под влиянием этих двух причин: напротив, целый ряд других, еще более мощных факторов существенно, иногда коренным образом, изменяет перемещение минимумов и максимумов; но среднее из бесконечного разнообразия действительно наблюдаемых движений показывает, что все остальные факторы, определяющие движение вихря, относятся к двум вышеотмеченным, как не периодические влияния к периодическим факторам погоды. Когда исключено в среднем из большого числа наблюдений влияние случайных, отклоняющих от нормы факторов, всегда и неизменно оказывается движение вихрей под влиянием этих двух основных факторов.

Наблюдения показали, что, по крайней мере, в Европе масса воздуха антициклона теплее циклона.

Распределение температуры зимой в Австрийских Альпах.

Циклон.

Высота над уровнем моря (метры)	Центр	Секторы				Центр антициклона
		Север	Восток	Юг	Запад
500	1,9	-5,0	-4,3	-3,9	-1,8	-8,0
1000	-1,0	-7,4	-2,4	-2,9	-4,9	-3,0
1500	-3,9	-9,7	-2,1	-3,1	-8,1	-1,8
2000	-6,8	-12,1	-3,3	-4,6	-11,3	-0,9
3000	-12,7	-16,8	-10,3	-11,1	-17,6	-0,7
3500	-15,6	-19,2	-16,2	-16,1	-20,7	-13,0
Средняя1)	-6,9	-12,1	-5,6	-6,1	-11,3	-4,0
Средняя2)	0,58	0,47	0,40	0,41	0,63	0,48

¹⁾  От 500 до 3500 м.

²⁾ Разность температуры на 100 м разности высоты

В долинах (500 м) всего холоднее в центре антициклона, но уже на 1 000 м над уровнем моря или 500 м над долинами гораздо холоднее в северной и западной частях циклона, там  же ниже и средняя температура столба воздуха между 500—3 500 м; а в центре антициклона температура выше всего; там же убывание температуры с высотой всего медленнее, а в центре и в западной части циклона вовсе и быстрее.

Эти данные Ганна вполне согласны с наблюдениями на шарах в разных частях Европы. Так, 14 октября 1898 г. были одновременные подъемы из Англии и Берлина, в обширной области антициклона. Температура была высока как в нижнем слое, так и на больших высотах. Изотерма 0° была на высоте 4 200 и в Англии, а над Берлином 3 800 м, т. е. так же высока, как в самые теплые летние дни. При подъеме из Берлина во время циклона в мае и антициклона в феврале оказалось, что она выше в последнем кроме поверхности земли.

Высота (м)

	Поверхность земли		1120	2145	3390	4580	Среднее
Антициклон	18	2,7	5,8	1,0	-5,4	-13,1	-1,8
Циклон	13	9,2	-1,7	-8,2	-16,1	-24,1	-8,2

 

Тейссеран де Бор пишет о подъемах шаров-зондов в окрестностях Парижа: «Убывание температуры с высотой особенно велико в центре циклонов, достигая нередко 0,9 на 100 м. Во многих антициклонах наблюдается следующее: от поверхности земли до 1 500 или 2 000 м температура нередко прибывает, обыкновенно же изменяется мало, затем наблюдается более быстрое убывание, достигающее иногда 1° на 100 м между 9—10 км высоты. По сравнению областей циклонов и антициклонов видно, что в первых часто теплее, но только в самом нижнем слое воздуха, уже на высоте нескольких сот метров в циклоне становится холоднее и там продолжается до высоты перистых облаков, где разницы температуры между циклонами и антициклонами сглаживаются».

Распределение температур в циклонах и антициклонах в окрестностях Парижа.

Высоты	Зима		Лето
	Циклон	Антициклон	Циклон	Антициклон
Поверхность земли	3,0	(-37,9)	15,7	20,0
1000 м	-2,2	1,5	9,1	18,0
2000	-8,0	1,3	-3,0	7,7
3000	-15,1	-2,0	-0,8	-2,1
4000	-20,8	-6,7	-7,3	-8,8
5000	-27,5	-10,9	15,0	-9,1
6000	-34,0	-16,0	-	-17,9
7000	(-44,4)	-25,8	-	(-22,0)
8000	(-48,5)	(-30,2)	-	(-30,7)

Из этой таблицы видно, что как зимой, так и летом температура в антициклонах на равной высоте над уровнем моря выше, чем в циклонах; только самая нижняя часть воздуха  для зимы составляет исключение. Таким образом, мы приходим на основании этих полетов к тому же заключению, к которому пришел и Ганн на основании наблюдений на Альпах.

Температуры, найденные в областях циклонов и антициклонов на высоте до 8 000 метров, не согласуются с существованием восходящих и нисходящих токов, предполагаемых так называемой конвекционной теорией.

Пока не было систематических наблюдений на шарах и змеях и наблюдения на горах не были достаточно обработаны, господствовала конвекционная теория возникновения циклонов и антициклонов средних широт. Условия температуры, господствующие зимой в самом нижнем слое воздуха, переносили на всю толщу атмосферы, в которой существует циклоническое и антициклоническое движение воздуха, т. е. циклон представлялся теплым во всей массе, а антициклон — холодным. Делая такое предположение, получаем на некоторой высоте над поверхностью земли обращение градиентов: над циклонами давление становится выше, над антициклонами ниже. Если бы такое предположение было справедливо, воздух из циклонов, т. е. теплых  областей, на некоторой высоте передвигался бы к антициклоническим областям.

Но действительное распределение температур, по крайней мере, в Европе, не оправдывает этих предположений; оно даже ведет к заключению, что слой воздуха в несколько тысяч метров высоты теплее в антициклонах, чем в циклонах. Конвекционная теория  циклонов может быть применена хотя отчасти к тропическим циклонам и некоторым летним, сопровождаемым грозами циклонам средних широт. Но последние продолжаются недолго, давление в центре редко ниже 750 мм, градиенты не велики; это обыкновенно небольшие второстепенные циклоны, возникающие в юго-восточной части более обширной циклонической области.  Из выше помещенных таблиц и заметок Тейссеран до Бора видно, что в Европе в зимнее полугодие в самом нижнем слое зимой температура немного ниже в антициклоне, чем в циклоне, далее наступают обратные условия. Обширные продолжительные циклоны с низким давлением в центре бывают лишь в зимнее полугодие. В это время года температура убывает медленно с высотой, нередко бывает холоднее внизу,  чем на высоте нескольких сот метров, водяных паров мало, особенно на высотах более 2 000 м, а эти циклоны переходят через горные цепи, так что их вертикальные размеры велики. Конвекционная теория, очевидно, не имеет применения к этим обширным циклонам. Поэтому нужно искать других объяснений. Их нам дает динамическая теория. Основы ее следующие. На небольшой высоте над поверхностью земли в средних и высоких широтах существует постоянное движение с запада на восток вокруг полюса. Это явление зависит от меньшей плотности воздуха в низких широтах, чем в высоких, а последняя в большей степени от высокой температуры, в меньшей от  большого количества водяных паров. Зимой это движение должно совершаться быстрее, чем летом, так как градиент от экватора к полюсу больше в высоких слоях воздуха. Это различие лета и зимы должно быть больше в северном полушарии, чем в южном, как и различие температур всего столба воздуха в низких и высоких широтах.

Наблюдения на воздушных шарах, змеях, отдельных горах, показали, что нередко существуют слои воздуха, имеющие различное направление движения, различные температуру и влажность, часто они проходят очень близко один от другого как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Если более теплый слой находится над более холодным и оба движутся в разных направлениях, у соприкосновения их образуются атмосферные волны, и если воздух близок к насыщению, то и волнистые облака, но смешение ограничится соприкасающимися слоями, не будет  смешения массы воздуха. Иное дело, если верхнее течение холоднее нижнего; тогда равновесие будет неустойчиво в вертикальном направлении, и раз начнется смешение двух масс, оно пойдет быстро, явятся теплые восходящие и холодные нисходящие токи, сгущения водяного пара и т. д. Под влиянием вращения земли вокруг оси явится циклоническое движение воздуха, которое распространится далее, вследствие причин, о которых упомянуто далее.

Но можно указать и другие причины возникновения циклонов. Зимой таковыми являются большие различия температур в тех же широтах; а именно, она выше над морями, чем над материками. Эти явления видоизменяют градиент, направленный в высоких слоях воздуха от экватора к полюсу. Если градиент уменьшается, то массы воздуха большого полярного циклона замедляются; если увеличивается, то они движутся скорее. Это вызывает в первом случае повышение давления, т. е. образование антициклонов; во втором — понижение давления и образование циклонов. Эти явления затем передвигаются по земной поверхности, главным образом с запада на восток, т. е. по направлению движения массы воздуха в средних широтах, причем направление видоизменяется местными условиями, особенно распределением температуры.

Так как зимой разница температур высоких и низких широт гораздо более, чем летом (особенно в северном полушарии) и вместе с тем увеличиваются различия температур вдоль параллелей, то в это время года существуют условия наиболее частых и сильных циклонов, т. е. и запас энергии больше и распределение температуры менее правильно, что ведет к неправильности движения высоких слоев воздуха. В особенности сильно влияет на погоды в области барометрического максимума состояние поверхностного слоя почвы. Так, например, в осеннее время, когда максимум надвигается на местность после продолжительной пасмурной и дождливой погоды, когда, следовательно, поверхность почвы вся пропитана влагой, — и прилегающие к ней слои воздуха, благодаря испарению, насыщаются водяными парами; в таком случае при прояснении неба с понижением температуры водяные пары быстро переходят в капельножидкое состояние и образуются мощные, плотные слои тумана, густой пеленой закутывающего все небо; из этого тумана начинает моросить мелкий дождик — и получается характерный, осенний барометрический максимум, на первый взгляд ничего общего с описанной выше погодой не имеющий. Однако, здесь все дело в состоянии нижнего слоя воздуха. Поднимаясь во время такой погоды на воздушных шарах, воздухоплаватели, пройдя сравнительно не толстый (не свыше 150 метров) слой тумана и поднявшись над ним, наблюдали над собой яркое солнце на совершенно безоблачном небе. Не менее характерно влияние снежного покрова на погоду при барометрических максимумах зимой. Вследствие огромной потери тепла излучением с поверхности снега, эта последняя, сильно охлаждаясь при ясной погоде, способствует усилению мороза, охлаждая и прилегающие к ней слои воздуха. Особенно сильно охлаждение снеговой поверхности там, где местность закрыта настолько, что ветры совершенно отсутствуют, и где поэтому устранены все обстоятельства, уменьшающие влияние подобного охлаждения; только при подобных условиях и возможны такие морозы, где температуры могут понижаться до 60—70° ниже 0° как, например, в северо-восточной Сибири. Наконец, в некоторых случаях может измениться и самый характер ветров в области максимумов особенно на его окраинах. Так, в том случае, когда к области барометрического максимума весьма близко подходит сильный минимум, изобары на окраинах максимума в стороне приближающегося минимума могут сильно сблизиться; градиент, обыкновенно здесь очень небольшой, достигает значительной величины, ветры усиливаются и мало-помалу переходят в бури, сопровождаемые нередко в зимнее время сильными метелями, снежными заносами и буранами. Особенно часто такая погода бывает в степях юга России, когда в северной или средней полосе максимум, а на Черном море минимум. Установить для перемещения максимумов какие-нибудь определенные типы путей подобно тому, как это сделано для минимумов, несравненно труднее, как потому, что максимумы вообще движутся гораздо менее правильно, нежели минимумы, так и потому, что они обладают способностью иногда целыми неделями, в исключительных случаях даже месяцами, оставаться почти на одном и том же месте. Вследствие малых градиентов и влияния местных условий часто очень трудно установить, где находится центр максимума. Вообще, относительно их перемещения можно сказать только, что максимумы стремятся двигаться к юго-востоку. Оставаясь продолжительное время на одном и том же месте, барометрический максимум начинает обыкновенно понемногу терять свои характеристические черты и мало-помалу исчезает,  как бы постепенно расползаясь и выравниваясь.

Циклоны тропического пояса во многом отличаются от циклонов средних широт. Одно из главных отличий то, что они вообще очень редки, а на обширных пространствах тропиков их вовсе  не бывает, а именно: 1. По обе стороны экватора, до 4° северной и южной широты 2. На материках, начиная с небольшого расстояния от моря. 3. На океанах, где целый год дуют сильные пассаты и температура ниже, чем в других частях тропического пояса: Южно-Атлантическом океане и Восточной части Южного Тихого. Области, где тропические циклоны бывают часто: 1. Антильские острова и моря к востоку и западу от них до берегов Мексики на западе и на севере до берегов Соединенных Штатов (ураганы). 2. Северная часть Индийского океана, особенно Бенгальский залив. 3. Южно-Китайское море и моря около Филиппинских островов (тайфуны). 4. Западная часть Южного Индийского океана, особенно у о. Маврикия. 5. Западная часть Южного Тихого океана. Размеры тропических циклонов вообще меньше, чем циклонов средних широт, градиенты больше, и ветры сильнее. Вблизи центра изменение давления очень велико, нередко до 10 мм  в час и более, причем обыкновенно повышение барометра идет быстрее, чем понижение. Во время циклона на восточном берегу Индии в сентябре 1885 года барометр понизился на 26,3 мм  в полчаса, а затем повысился на 27,6 мм  в ½  часа. Между тем в Батавии на о. Яве, под 7° южной широты, где никогда не бывает циклонов, за 40 лет наблюдений самое высокое давление было 764 мм, самое низкое 753 мм, разность 11 мм.

Направление передвижения тропических циклонов северного полушария обыкновенно с юго-востока, у границы тропического пояса с юга, а далее на севере с юго-запада и запада, т. е. совершается переход к циклонам средних широт. Многие сотни Антильских циклонов, перейдя в средние широты, движутся по югу Соединенных Штатов или по Атлантическому океану у их берегов. Иногда, хотя и редко, их удалось проследить до Европы. Циклоны (тайфуны) Дальнего Востока нередко доходят до берегов Среднего и Северного Китая, Японии и даже нашего Южно-Уссурийского края. Несколько первоклассных обсерваторий (в Маниле на Филиппинских островах, о. Гонгконг у берегов Южного Китая, Цикавей близ Шанхая и Токио в Японии) следят за передвижением тайфунов и своевременно предупреждают о них. Скоро к этим обсерваториям присоединится и русская во Владивостоке. Бюро погоды Соединенных Штатов своевременно предсказывает о приближении Антильских циклонов. Индийское метеорологическое учреждение в Калькутте подробно изучило зарождение и передвижение циклонов Бенгальского залива. Это изучение облегчается сравнительно небольшим размером моря, на котором возникают циклоны. Тропические циклоны чаще всего бывают от середины лета до середины осени, т. е. во время высокой температуры и большой влажности воздуха. После поворота тропических циклонов, когда они движутся в преобладающем в средних широтах направлении с запада (сначала обыкновенно с юго-запада или запада-северо-запада в северном и северо-западном или западном-северо-западном в  южном полушарии), опять-таки область более высокого давления находится справа от пути в северном и слева в южном полушарии. Нужно еще заметить, что поворот циклонов из восточного в западное направление совершается вблизи материков и больших островов, где в данное время (конец лета, начало осени) давление ниже, чем на морях, т. е. область высокого давления у полярной границы пассатов прервана.

Причина экваториальной, составляющей направление тропических циклонов по Феррелю, та, что, как ни мала область этих циклонов, все-таки на полярной стороне (С. в северном и Ю. в южном полушарии) отклонение движения от нормали к изобаре больше, и потому с этой стороны к центру притекает менее воздуха, чем с юга в северном и с севера в южном полушарии, и центр перемещается туда, откуда притекает меньше воздуха. Мнение американского метеоролога довольно вероятно; если его принять, то окажется, что в местах поворота циклонов эта причина имеет еще большее влияние на направление циклона, и понятно почему: в широте, где совершается поворот, уже прекращается влияние восточных ветров (пассатов) и еще не начинается влияние преобладающих западных ветров средних широт. Поэтому циклоны на некотором расстоянии движутся прямо с юга в северном и прямо с севера в южном полушарии.

Более высокая температура в передней части циклона не только внизу, но и на больших высотах наблюдается как на отдельных горах, так и на шарах и змеях.

Как уже было упомянуто, циклоны, антициклоны и их разновидности не остаются на месте, но перемещаются. В наших широтах замечается общее стремление всех систем двигаться от запада к востоку; большая часть наших циклонов в пределах России перемещается с различной скоростью от юго-запада к северо-востоку. По пути движения какой-либо барометрической системы происходят обусловленные ею смены погоды, причем смены эти бывают то быстры, то медленны, в зависимости от скорости перемещения систем. Изучение погоды при помощи синоптических карт показало, что как пути, так и скорости перемещения этих систем до бесконечности разнообразны, как разнообразен до бесконечности и общий облик, обусловленных ими смен погоды. Однако при всем том оказалось возможным установить ряд эмпирических правил, руководствуясь которым можно с большей или меньшей степенью вероятности по предшествующему и данному строению предугадывать и грядущие изменения, т. е. делать предсказание погоды. Для практического использования этой возможности нужно было иметь способ с возможной быстротой собирать в одном пункте результаты наблюдений метеорологических станций; для этих данных составляют  синоптические карты для утра и вечера, служащие для предсказаний, и издается бюллетень. Около 12 часов дня начинается рассылка предсказаний погоды по телеграфу в ряд пунктов регулярно, или каждый день или два-три раза в неделю. Тогда же рассылаются предсказания и на отдельные запросы с оплаченным (по общему тарифу) ответом. Кроме того, вечером приблизительно с 80 пунктов поступает дополнительная депеша, заключающая в себе результат полуденных наблюдений. На основании их также составляется карта, служащая для дополнительных предсказаний.

Одной из первоначальных и важнейших задач службы погоды является предупреждение о бурях для мореплавателей. С этой целью в ряде пунктов по побережью установлены особые мачты, на которые, по распоряжению обсерватории, поднимаются особые сигналы в форме одного или двух конусов днем, трех или четырех красных фонарей ночью. Процент удачи такого рода предсказаний иногда, но далеко не всегда, достигает у нас 90 и более. Много телеграмм с предсказаниями погоды рассыпается в настоящее время сельским хозяевам, но процент удачи этих предсказаний уже несколько менее и колеблется от 70 до 85. В зимнее время большая часть железных дорог получает предостережения о метелях и резких изменениях погоды. Кроме предсказания погоды, важное значение, особенно для мореплавателей и рыбаков, имеет и оповещение о действительном состоянии, как погоды, так и моря. Имея своевременно необходимые сведения, заинтересованные лица получают возможность непосредственно оценить общее состояние погоды и составить суждение о вероятных ее изменениях. Такого рода служба организована Гидрометеорологической частью Отдела торговых портов министерства торговли и промышленности для Черного и Азовского морей (с центром в Феодосии), для Каспийского моря (с центром в Петровске) и для Белого моря и Ледовитого океана (с центром в Архангельске). Для Балтийского моря такая же служба организуем и при содействии Главной Физической Обсерватории.

Несмотря на относительно высокий процент удачных предсказаний, население России, вообще говоря, не чувствует его, и предсказания, выпускаемые обсерваторией, не пользуются популярностью. Причина этого лежит главным образом в том, что предсказания имеют у нас самое ограниченное распространение и становятся известны обществу лишь случайно, а не систематично, когда только и может быть правильно оценена их удача. Кроме того, предсказания выпускаются единственным учреждением на всю Россию, почему запаздывают и притом могут быть формулированы лишь в самых общих чертах, не сообразуясь с местными особенностями отдельных районов и пунктов, вследствие чего и имеют более теоретическое значение, чем практическое. Следует отметить, что предсказания обсерватории, даваемые в отдельных случаях и на особые запросы, когда внимание предсказателей может более сосредоточиться на определенном районе и определенных явлениях, всегда оказываются более удачными и получают большее доверие и развитие. Только скорейшая организация местных центров предсказания погоды для земельных районов, к чему уже давно перешли Северо-Американские Штаты, Германия, Япония и некоторые другие государства, может сделать и наши предсказания ценными для практической жизни и заслуживающими общего доверия.

Обычные предсказания погоды, на основании синоптических карт, выпускаются за 24—48 часов вперед лишь в исключительных случаях за 3—4 сутки. Предсказание на более долгий срок вперед составляет заветную мечту человечества и основную цель метеорологии, как науки о погоде. В этом отношении однако только Индия, благодаря своему исключительному сезонному режиму, уже довольно давно достигла возможности давать предсказания общих условий погоды почти за полгода вперед, да в самые последние годы Вашингтонское Бюро погоды на основании синоптических карт всего северного полушария выпускает для Северной Америки и прилегающей части Атлантического океана предсказания общего режима погоды за одну неделю вперед. Этот успех дает некоторую надежду на то, что при соответствующей организации и после предварительной разработки материала, такого же рода предсказания сможет иметь и Россия, для которой, как страны земледельческой, они будут иметь существенное значение. Центральные метеорологические учреждения достигли наибольших успехов в предсказании бури, и явлений опасных для судоходства. В Соединенных Штатах эти предсказания приобрели такое доверие, что страховые общества отказываются платить премию в случае, если корабль вышел из порта, когда Бюро погоды предсказывает близкое наступление бури, и суды становятся на сторону страховых обществ.

Строго научное предсказание погоды может быть доступно далеко не для всех. Между тем возможные ее изменения могут интересовать и таких лиц, которым синоптические карты недоступны по каким-либо причинам. Поэтому важно указать, что во многих случаях предсказания погоды возможны даже и для простого наблюдателя, не вооруженного картами и инструментами, нужна только некоторая наблюдательность и знакомство с характерными для перемен погоды признаками,  так как существует целый ряд явлений в природе, явно связанных с изменениями погоды и очень часто задолго предшествующих этим последним. Так, вид неба, его окраска и оттенки при восходе и закате Солнца, прозрачность атмосферы, наблюдаемые формы облаков, известные особенности в их очертаниях и т. п. дают ряд ценных признаков для суждения о погоде. Легче и точнее можно предсказать погоду, имея некоторые метеорологические инструменты, — особенно барометр и флюгер; колебания атмосферного давления и изменения в направлении и силе ветра, особенно в связи с другими признаками, давая много показаний на характер предшествующей погоды, в некоторых случаях могут с большей вероятностью заранее его определять. Помимо наблюдаемых метеорологическими инструментами явлений, существует много других, указывающих на те или другие возможные изменения в погоде. Появление дождевых линий в спектре атмосферы тесно связано с выпадением дождя, весьма часто значительно предшествуя ему. Мерцание звезд в ясные ночи, стоящее в тесной связи с содержимым водяных паров в атмосфере, нередко может указать на увеличение влажности в воздухе, прежде чем гигрометры метеорологических станций конструируют это. В некоторых случаях телефон может предупредить о приближении грозы задолго до того времени, когда наблюдатель услышит первый гром или увидит первую молнию. Актинометр и полярископ только иногда дают заранее указания на различные возможные перемены в атмосфере.

Для ознакомления с современным положением учения о погоде и ее предсказании см. Mohn, «Grundzüge der Meteorologie» (много изданий); Abercromby, «Weather» (1888); Поморцев, «Очерк учения о предсказании погоды» (1889); Клоссовский, «Новейшие успехи метеорологии»  (1882); его же, «Основы метеорологии» (2-е изд., 1914); Sprung, «Lehrbuch der Meteorologie» (1890); Рейнбот, «Исследование вопроса о предсказании погоды» (1896); Броунов, «Передвижение циклонов и антициклонов» (1895); О. Fassig, «Westindia hurricanes» (1913); Любославский, «Основание учения о погоде» (1912); А. Воейков, «Метеорология» (1904); Hann, «Lehrbuch der Meteorologie» (1914, 3-е изд.); Касснер и Шипчинский, «Погода, ее предсказание и значение в практической жизни» (1913).

А. Воейков и В. Шипчинский.